DE2016181C - Lagerung fur die Kegelscheiben eines Kegelscheiben Umschhngungsgetriebes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Lagerung fUr die Kegel- rungen an Kegelscheiben-Umschüngungsgetriebe die scheiben eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetrie- Anwendung von KegeJscheiben nut verlängerter Nabe, bes, bei dem auf jeder Welle mindestem eine axial Die Erfindung stützt sich auf Grund weiterer,umfeste und eine axial bewegliche, mit je einer ver- fangreicher Versuche auf die Erkenntnis, dall durch längerten Nabe versehene Kegelscheibe qjigeordnet 5 die umlaufcbelastungsbedingte Überlagerung von ist, die drehfest miteinander verbunden sind, und zwi- Kippbewegung und Rotation der jeweiligen Kegeljchen der Welle, einem Wellenbund und den Kegel- scheibe eine Taumelbewegung entsteht, die besonders scheiben eine die Radial- und Axialkräfte aufneh- bei den Axiallager!!, die nur auf eine Abwalzmende Wälzlagerung vorgesehen ist, wobei die Kegel- bewegung in Umiangsrichtung ausgelegt sind, Kieme icheiben über eine drehmoment- oder drehmoment- xo Gleitbewegungen zwischen Wälzkörpern und Lagerund übersetzungsabhängige Anpreßeinrichtung mit flächen zur Folge hat, was nicht nur für Wälzkörper der Welle gekoppelt sind. in Form von Waisen, sondern auch für solche in

Derartige Kegelscheibenlagerungen sind bereits Form von Kugeln zutrifft, da durch die Lagerrille

durch die französische Patentschrift 1523 933 be- und die dadurch entstehenden Anlaufschultern deren

kannt. Problematisch ist dabei jedoch die Axiallage- (.5 radiale Beweglichkeit behindert ist. Haben s:ch die

rung, die ebenso wie die Radiallagerung nur deshalb Wälzkörper einmal in die Lagftrflächen eingearbeitet,

erforderlich ist, weil sich bei einer Änderung der Ge- so ist eine Übersetzungsänderung des Getriebes nicht

triebeübersetzung oder bei einer Änderung der durch mehr oder nur noch bedingt, möglich, da infolge der

das Getriebe zu übertragenden Leistung die Relativ- praktisch an den Axiailagern besteh enden Verrastung

lage der Kegelscheibe zu ihrer Welle in Umfangs- ao zwischen Kegelscliciben und Welle der erforderliche

richtun- ändeit, da die sich gegenüberstehenden Winkelwtg zwischen Kegelscheiben und Wellen nich»

Kurvenbahnen der Anpreßeinrichtung ihre gegen- mehr ausgeführt werden kann oder zumindest zu

•eitige Relativlage zur Anpassung an die neuen einer ruckartigen und danach sprunghaften Über-

Arbeitsbfcdingungen ändern. Die genannte Problema- Setzungsänderung führt.

tik ergibt sich daraus, daß die Axiallager bei um- as Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe belaufenden Getriebe ebenfalls einer umlaufenden Be- steht darin, unter Anwendung der gewonnenen Erlas.tung unterliegen, was einmal um so schwerer wiegt, kenntnisse eine Möglichkeit für Lagerungsringe der als die Lager in der Summe der vorkommenden Be- eingangs genannten Gattung anzugeben, wie sich die triebsfälle stillstehen, weil das Getriebe mit bestimm- bisher nicht oder nicht ganz vermeidbaren Verier Belastung und festi Bender Übersetzung umläuft, 30 Schleißerscheinungen infolge passungsrostbildender, ium anderen deshalb, weil infolge der durch die um- kleiner Gleitbewegungen zwischen Wälzkörpern und laufende Belastung stattfindende umlaufei.v.'e Durch- Lagerflächen der Axiallager verhindern lassen, biegung von Kegelscheiben und WdIe i^r «ner nur ein Ausgehend von einer Lagerung der eingangs gegeringer Teil des Axiallagers trägt. schilderten Art wird dies erfindungsgemäß nach einer

Folge dieser Umstände ist Passungsrostbildung und 35 ersten Lösung dadurch erreicht, daß das Axiallager

damit schließlich ein Einarbeiten der Wälzkörper in sich radial zur Welle erstreckende, ebene Wälzflächen

die Lagerflächen, was auch durch besondere kon- aufweist, daß zwischen die WäUflächen mindestens

itruktive Maßnahmen wie Zusatzbeölung oder zwei über den Lagerumfang gleichmaJi^ verteilte und

Zwangsumlauf der Wälzkörper bisher nicht verhin- aus einem in seiner axialen Erstickung beidseitig ab-

dert werden konnte. 40 geschnittenen Rotationsellipsoid bestehende Wälz-

Gemäß der französischen Patentschrift 1 523 933 körper eingelegt sind, daß die Wälzkörper mit einem

hat man Abhilfe dadurch zu schaffen versucht, daß sich zur Getriebewelle radial nach außen ers'recken-

nimindest die Festscheiben lediglich mittels zweier den Zapfen in einem Haltering drehbar gelagert sind

Läget auf der Getriebewelle gelagert sind und daß und daß Wälzkörper und Haltering durch stirnseitige

lumindest eines der l^ger als Schräglager zur Auf- 45 Nocken der Wälzkörper zur Getriebewelle bzw. zur

nähme von axialen und radialen Kräften auegebildet verlängerten Nabe der zugeordneten Kegelscheibe

ist und somit eine spielfreie Abstützung der Kegel- zentriert sind.

•cheibe auf der Welle ermöglicht. Die Praxis hat je- Bei einer zweiten Aufgabenlösung können die

doch gezeigt, daß auch dieser Lösungsversuch die ge- Wälzkörper bei Ar ringung von konvexen Lager-

•childerten Nachteile nicht gänzlich beseitigt. 50 flächen auch als Z> ,,rider ausgebildet sein. Es ist bei

Eine andere Lösung ist durch die kutsche Patent- Axiallagern bereits bekannt (franzosische Patent-

ichrift 1 124 779 bekannt, nach der die Festscheibe schrift 1457 331) zwischen zwei Wälzflächen von

Iceine verlängerte Nabe aufweist und mit der Welle Wälzringen zweier in Axialrichtung gegeneinander

eine etwa den Durchmesser der Festscheibe aufwei- abgestützter Drehkörper solche Wälzkörper vor-

lencle Slül/scheibe verbunden ist, wobei die Lagerung SS zusehen, daß eine beschränkte Kipphcwegung der

!wischen diesen beiden entweder durch ein Radial- Wälzringe gegeneinander möglich ist. Die Wälzkörper

lager und ein zwischen sich radial zur Welle erstrek sind d.ibei als mehrere über den L agerumfan cr-

kenden, ebenen Lagerflächen angeordnetes Axial- teilte Rotationsellipsoide ausgebildet, die bei«, itig

ι. und

kugellager oder durch ein Radlal-Axlfllfagef gegeben quer zu ihrer Rotallomachse abgeschnitten flad ist. Diese bekannte Lagerung stellt Jedoch eine βο sie sind drehbar und begrenzt kippbar zwischen einem Sonderausführung dar, die auf das Ziel minimaler Innen-und einem Außenring geführt. Baulänge bei gleichzeitiger Gewichtsersparnis aus* Durch die effindungsgemSfle Wahl eines beidseitig gerichtet ist, wozu ein erheblicher fertigungstechni- abgeschnittenen Rotationsellipsoide· als Walzkörper »eher Aufwand in Kauf genommen wird, denn erstens ist es möglich, einen wesentlich größeren Wölzradius können die beiden das Paar bildenden Kegeischeiben *a zu erhalten, als es bei üblichen Wälzlagern möglich nicht in der gleichen Form ausgeführt werden und ist, ohne daß dadurch eine Vergrößerung der AbauBerdcm ist eine zusätzliche Stützscheibe erforder- messungen in bezug auf Durchmesser oder Breite des lieh. Daher empfiehlt sich bei den Üblichen Anforde- Getriebes in Kauf genommen werden müßte. Viel·

Claims (7)

1. mehr ergibt sich durch die ßrfindungsgemäßen Lösun- scheibe 3 drehfest verbundenen Kurvenmuffe 9, zwi-

   gen eine geringe axiale Erstreckung, während nur in sehen deren sich gegenüberliegenden Kurvenbahnen

   radialer Richtung eine geringe Durchmesservergröße- Rollkörper 10 zur Kraftübertragung eingelegt sind,

   rung notwendig ist, wofür der Platz jedoch ohne wei- die von einem Ring Xl geführt und im gegenseitigen

   teres vorhanden ist. 5 Abstand gehalten werden. Eine Druckfeder 12 sorgt

   Maßgebend für die Verhinderung von Passungs- dafür, daß insbesondere bei einem Wechsel der Drehrostbildung ist jedoch die Oelenkwirkung der erfin- momentrichtung der Kraftschluß zwischen Kurvendungsgemäßen Lagerung, wobei sich die Wälzkörper muffe 8 und 9 und Rollkörpern 10 nicht verlorengetu. senkrecht zu üiver Mittelachse im Rahmen des Spiels Die durch die Anpreßeinrichtung 7 und den hyzwischen Zapfen und Haltering bewegen, so daß die io drauHschcn Druck im Zylinder den Kegelscheiben 2 aus dci entsprechenden Taumelbewegung der zu- und 3 verliehene Anpreßkraft wird gegen die Welle 1 gehörenden Kegelscheibe bisher herrührende Gleit- abgestützt, indem durch einen wellenfesten Bund 13 bewegung zwischen Wälzkörpern und Lagerflächen und zwischen diesem und die Kegelscheibe 2 einin eine Wälzbewegung umgewandelt wird. gelegte Wälzkörper 14 ein Axiallager gebildet ist.

   Zur Erleichterung der Abwälzbewegung der Wälz- 15 Bund 13 und Kegelscheibe 2 bilden dazu sich radial

   körper kann im Bereich der Anlage zwischen Wälz- zur Welle 1 erstreckende Wälzflächen 15 und 16. Die

   körper und Haltering dieser quer zur Umfangsrich- Wälzkörper 14 sind im Fall der F i g. 2 und 3 mittels

   tung leicht konvex ausgebildet sein. eines zur Getriebewelle 1 radial nach außen sich er-

   AIs zweckmäßig hat sich eine Ausbildung des Er- streckeuden Zapfens 17 drehbar in einem Haltcing

   findungsgegenstandes nach der ersten Lösung erwie- ao 18 gelagert, der sie führt um' im gegenseitigen Ab-

   sen, bei der der Krümmungsradius des die Wälzkörper stand voneinander hält. Zur Zr ntrierung des aus

   bildenden Ellipsoidenabschnittes größer als der Roll- Wälzkörpern 14 und Haltering 18 bestehenden Ein-

   radius der Wälzkörper ist, wodurch eine Herab- satzes weisen die Wälzkörper 14 stimseifige Nocken

   seizung der Hertzschen Flächenpressung zwischen 19 auf, die sich im vorliegenden Beispiel auf der ver-

   Wälzkörpern und Lagerflächen herbeigeführt wird. as längerten Nabe 20 der Kegelscheibe 2 abstützen.

   Bei der ersten Lösungsvariante können die Lager- Sind zur Axiallagerung der Kegelscheibe 2 nur

   flächen aus fertigungstechnischen Gründen zweck- zwei Wälzkörper 14 vorgesehen, wie dies in F i g. 3

   mäßigerweise eben oder auch leicht kunkav oder veranschaulicht ist, so erweist es sich als zweckmäßig,

   konvex ausgebildet sein, wobei durch entsprechende den Haltering 18 zwecks Zentrierung gegenüber der

   Wahl des Krümmungsradius des die Wälzkörper bU- 30 Nabe 20 mit zusätzlichen, nach innen ragenden Nasen

   denden EUipsoidenabschnittes, die Hertzsche Flächen- 21 zu versehen,

   pressung konstant bleiben kann. In Fig. 4 ist einer der Wälzkörper 14 veigrößen

   Für den Fall, daß bei einem Axiallager nur wenige, dargestellt. Wie ersichtlich, sind seine Rollflächen 22

   beispielsweise ι wei Wälzkörper vorgesehen sind, ist Abschnitte eines Rotationsellipsoids, deren Radius R

   es außerdem zweckmäßig, daß der Haltering nach 35 großer ist als der RoUradius r der Wälzkörper,

   innen ragende Nasen zur Zentrierung gegenüber der Aus Fig. 5 ist die für eine Gelenkwirkung erforder-

   Getriebewelle oder verlängerten Nabe der zugeord- liehe Beweglichkeit der Wälzkörper enichtlich. Die

   neten Kegelscheibe aufweist. durch die unterbrochenen Linien angedeutete mög-

   Der Erfindungsgegenstand ist nachfolgend an Hand liehe Schrägstellung, die Lagerluft sowie die Balligkeit

   von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und in 40 des Halteringes sind zur Verdeutlichung übertrieben

   der Zeichnung dargestellt. Die Figuren zeigen dargestellt.

   F 1 g. 1 einen axialen Schnitt durch den Scheiben- Die Verwendung der in den F i g. 1 bis 5 dargestell-

   sat/ eines stufer los verstellbaren Kegelscheiben-Um- ten Wälzkörper 14 in Verbindung mit der Ausbildung

   sthlingungsgetriebes, der Wälzflächen 15 und 16 sowie der Zentrierung

   F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie U-II in 45 durch die Nocken 19 bzw. die Nasen 21 hat zur

   Fig. 1, Folge, daß die Wälzkörper 14 im Haltering 18 eine

   F i g. 3 eine andev». Ausführungsform des Gegen- mit der infolge umlaufender Belastung bedingten

   Standes von F i g. 2, Taumelbewepung der Kegelscheibe 2 einhergehende

   Fig. X einen erfinJungsgemäßen Wälzkörper in Abwälrbewegung ausführen können, ohne daß es

   vergrößerter Darstellung und 50 zwischen Wälzflächen 15 und 16 einerseits und Wälz-

   F i g. S einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 Körpern 14 andererseits zu einer Gleitbewegung

   mit abgewandeltem Haltering. kommt. Daher ist auch bei längerem Arbeiten des

   Fig. 1 zeigt eine An- oder Abtriebsseite eines Getriebes mit einer feststehenden Übersetzung und

   stufenlos verstellbaren Kegelscheiben-Umschlingungs- unveränderter zu übertragender Leistung, ei. h. bei

   getriebes mit einer Welle 1 und auf dieser grundsätz- 55 Stillstand des Axiallagers bezüglich der Welle 1 und

   lieh drehbar und axial verschiebbar gelagerte Kegel- der Kegelst Iieibe 2 die Bildung von Piasaungsi ost und

   scheiben 2 und i, zwischen denen ein Zugmittel- nachfolgender Einarbeitung der Wälzkörper 14 in die

   streng 4 umläuft. Die drehbare Lagerung der Kegel· Wälzflächen 15 und 16 verhindert,

   scheiben 2 und 3 gegenüber der Weite 1 ist in radialer « . . ~ —jt^„.

   Richtung durch Wälzlager 5 gewährleistet, wobei eine <k> Patentansprüche,

   ebenfalls auf der Welle 1 drehbar gelagerte Zahn- 1. Lagerung für die Kegelscheiben eines Kcgel-

   hiilse 6 die beiden Kegelscheiben 2 und 3 drehfest scheiben-Umsdilingungsgetriebes, bei dem auf

   miteinander verbittet. jeder Weite mindestens eine axial i'este und eine

   Mittels einer im ganzen mit 7 bezeichneten Anpreß- axial bewegliche, mit je einer verlingerten Nabe

   einrichtung ist die Drehverbindung zwischen Kegel- 6$ versehene Kegelscheibe angeordnet ist, die dreh-

   scheiben 2 und 3 einerseits und Welie 1 andererseits fest miteinander verbunden sind, und zwischen

   gegeben. Die Anpreßeinrichtung 7 besteht aus einer der Welle, einem Wellenbund und den Kegel-

   wellenfesten Kurveptnuffe 8 und einer mit der Kegel· scheiben eine die Radial- und Ajtialkräfte auf-

   nehmende Wälzlagerung vorgesehen ist, wobei die Kegelscheiben über eine drehmoment- oder drehmoment- und übersetzungsabhängige Anpreßeinrichtung mit der Welle gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager sich radial zur Welle (1) erstreckende Wälzflächen (IS, 16) aufweist, daß zwischen die Wälzflächen mindestens zwei über den Lagerumfang gleichmäßig verteilte und aus einem in seiner axialen Erstrekkung beidseitig abgeschnittenen Rotationsellipsoid bestehende Wälzkörper (14) eingelegt sind, daß die Wälzkörper mit einem sich zur Getriebewelle radial nach außen erstreckenden Zapfen (1?) in einem Haltering (18) drehbar gelagert sind und daß Wälzkörper und Haltering durch stirnseitige Nocken (19) der Wälzkörper zur Getriebewelle (1) bzw. zur verlängerten Nabe (20) der zugeordneten Kegelscheibe zentriert sind.
2. 2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzflächen (15,16) eben sind, ao
3. 3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzflächen (IS, 16) konkav oder konvex sind.
4. 4. Lagerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius as des die Wälzkörper (14) bildenden Ellipsoidenabschnittes größer als der Rollradius der Wälzkörper ist.
5. 5. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (18) nach innen ragende Nasen (21) zur Zentrierung gegenüber der Getriebewelle (1) oder verlängerten Nabe (20) der zugeordneten Kegelscheibe aufweist.
6. 6. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Halterings (18) im Bereich der Wälzkörper (14) konvex ist.
7. 7. Lagerung für die Kegelscheiben eines Kegelscheiben-Umschlirtgurigsgetfiebes, bei dem auf jeder Welle mindestens eine axial feste und eine axial bewegliche, mit je einer verlängerten Nabe versehene Kegelscheibe angeordnet ist, die drehfest miteinander verbunden sind, und zwischen der Welle, einem Wellenbund und den Kegelscheiben eine die Radial- und Axialkräfte aufnehmende Wälzlagerung vorgesehen ist, wobei die Kegelscheiben über eine drehmoment- oder drehmoment- und übersetzungsabhängige Anpreßrichtung mit der Welle gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager sich radial zur Welle erstreckende, konvexe Wälzflächen aufweist, daß zwischen die Wälzflächen mindestens zwei über den Lagerumfang gleichmäßig verteilte, aus ein*m Rotationszylinder bestehende Wälzkörper eingelegt sind, daß die Wälzkörper mit einem sicln zur Getriebewelle radial nach außen erstreckenden Zapfen in einem Haltering drehbar gelagert sind und daß Wälzkörper und Haltering durch stirnseitige Nocken der Wälzkörper zur Getriebewelle bzw. zur verlängerten Nabe der zugeordneten Kegelscheibe zentriert sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen